Det grunnleggende prinsippet for vannbehandlingsutstyr er å fjerne eller transformere urenheter, skadelige stoffer eller oppløste forurensninger i råvann gjennom en kombinasjon av fysiske, kjemiske og biologiske metoder, slik at det oppfyller bruks- eller utslippsstandarder. Ulike prosesser opererer på forskjellige prinsipper:
Fysisk behandling: Avhenger primært av filtrering, sedimentering og avskjæring for å oppnå separasjon. For eksempel bruker sandfiltrering og aktivert karbonfiltrering partikkelformige medier for å adsorbere eller fange opp suspenderte faste stoffer; mikrofiltrering, ultrafiltrering og omvendt osmose utnytter den selektive permeabiliteten til membraner for å oppnå fin separasjon av vannmolekyler og forurensninger. Denne prosessen endrer ikke egenskapene til forurensningene, men fjerner dem gjennom fysiske barrierer.
Kjemisk behandling: Oppnår forurensningstransformasjon eller fjerning gjennom reaksjoner. For eksempel bruker koagulasjonsprosesser kjemikalier for å aggregere kolloidale partikler til flokker for enkel sedimentering; oksidasjonsprosesser (som ozon- og klordesinfeksjon) kan ødelegge strukturen til organisk materiale eller drepe mikroorganismer; Ionebytte bruker harpiks til å bytte kalsium- og magnesiumioner i vannet, og oppnå mykning eller avsalting. Disse metodene legger vekt på kjemisk drevet forbedring av vannkvaliteten.
Biologisk behandling: Baserer seg først og fremst på metabolsk nedbrytning av forurensninger av mikroorganismer, slik som aktivslamprosessen eller membranbioreaktorprosessen. Mikroorganismer omdanner organiske forurensninger til karbondioksid, vann og andre stabile stoffer, og oppnår dermed ufarlig behandling av forurensninger. Denne metoden er mye brukt i behandling av husholdningskloakk og organisk industrielt avløpsvann.
Oppsummert er kjerneprinsippet for vannbehandlingsutstyr å oppnå trinn-for-trinnsvis fjerning av forurensninger i ulike former gjennom en kombinasjon av teknologier, som gradvis transformerer vannkvaliteten fra "råvann" til "brukbart vann eller utslippsvann som er i samsvar".